特許 6805629 航走体制御装置、航走体制御方法および航走体制御用のプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805629

(24)【登録日】2020年12月8日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】航走体制御装置、航走体制御方法および航走体制御用のプログラム

(51)【国際特許分類】

   B63H 25/00 20060101AFI20201214BHJP

   B63G 8/14 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   B63H25/00 Z

   B63G8/14

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-162849(P2016-162849)

(22)【出願日】2016年8月23日

(65)【公開番号】特開2018-30417(P2018-30417A)

(43)【公開日】2018年3月1日

【審査請求日】2019年7月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】菅原 悠暉

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０５０８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１４７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９４２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１５０３６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／１１６５０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２２０４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００１２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０４７４４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−０９２２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｈ ２５／００

Ｂ６３Ｇ ８／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

航走体の航走に関する指示を入力する操縦手段と、
入力された前記指示に反する力である反力を前記操縦手段に加える反力印加手段と、
前記航走体に接続された計測手段が計測した、前記航走体の周囲の環境を含む計測結果に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する判定手段とを備え、
前記反力印加手段は、前記指示が不適切であると判定された場合には、前記反力の大きさをより大きくし、
前記判定手段は、更に前記航走体の位置を海図において示す情報に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する
航走体制御装置。

【請求項2】

航走体の航走に関する指示を入力する操縦手段と、
入力された前記指示に反する力である反力を前記操縦手段に加える反力印加手段と、
前記航走体に接続された計測手段が計測した、前記航走体の周囲の環境を含む計測結果に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する判定手段とを備え、
前記反力印加手段は、前記指示が不適切であると判定された場合には、前記反力の大きさをより大きくし、
前記反力印加手段は、前記指示が不適切でないと判定された場合に前記航走体の速力が所定の値以上であったときに、前記反力の大きさを前記航走体の速力を変数とする１次関数の式に基づき算出したより大きな値に変更する
航走体制御装置。

【請求項3】

航走体の航走に関する指示を入力する操縦手段と、
入力された前記指示に反する力である反力を前記操縦手段に加える反力印加手段と、
前記航走体に接続された計測手段が計測した、前記航走体の周囲の環境を含む計測結果に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する判定手段とを備え、
前記反力印加手段は、前記指示が不適切であると判定された場合には、前記反力の大きさをより大きくし、
前記反力印加手段は、前記指示が不適切でないと判定された場合に前記航走体の速力が所定の値未満であったときに、前記反力の大きさを当該判定以前から前記操縦手段に加えられている大きさ以下の大きさに変更する
航走体制御装置。

【請求項4】

前記反力印加手段は、前記指示が不適切でないと判定された場合には、前記結果に基づき前記航走体の速力を特定すると共に当該速力に応じて前記反力の大きさを変更する
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の航走体制御装置。

【請求項5】

前記反力印加手段は、前記指示が不適切であると判定された場合に、前記反力の大きさを当該判定以前から前記操縦手段に加えられている大きさよりも大きい大きさに変更する
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の航走体制御装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載の航走体制御装置を備える航走体。

【請求項7】

航走体の航走に関する指示を入力し、
入力された前記指示に反する力である反力を加え、
前記航走体に接続された計測手段が計測した、前記航走体の周囲の環境を含む計測結果に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定し、
前記指示が不適切であると判定された場合には、前記反力の大きさをより大きくし、
前記指示が不適切であるか否かの判定において、更に前記航走体の位置を海図において示す情報に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する
航走体制御方法。

【請求項8】

前記反力を加える際に、前記指示が不適切でないと判定された場合に前記航走体の速力が所定の値以上であったときに、前記反力の大きさを前記航走体の速力を変数とする１次関数の式に基づき算出したより大きな値に変更する
請求項７に記載の航走体制御方法。

【請求項9】

コンピュータに、
航走体の航走に関する指示を入力する処理と
入力された前記指示に反する力である反力を加える処理と、
前記航走体に接続された計測手段が計測した、前記航走体の周囲の環境を含む結果に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する処理と、
前記指示が不適切であると判定された場合には、前記反力の大きさをより大きくする処理と
を実行させるための航走体制御用のプログラムであって、
前記指示が不適切であるか否かを判定する処理において、更に前記航走体の位置を海図において示す情報に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する
航走体制御用のプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、航走体制御装置、航走体制御方法および航走体制御用のプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

船舶等の航走体は、操縦者による操作によって速力や針路等が指示され、当該指示に応じて水上や水中を航走する。そのような航走体では、誤操作が行われ得る。例えば、航走体が水中で所定の角度よりも下向きに航走した場合に、航走体が海底に衝突したり、限界深度を超えたりすることがある。また、航走体が高速で航走中に、急な針路変更を指示された場合には、急激な針路変更が行われるので、不測の事態が生じ得る。

【0003】

さらに、そのような航走体では、針路の前方に障害物がある場合でも、操縦者に注意を促すことなく障害物に向けて進んでしまうという問題がある。また、操縦桿の操舵感が常時一定であるので、航走体を長時間操縦する場合には、操縦者に大きな負担が掛かるという問題がある。

【0004】

特許文献１には、外力検出装置の検出結果に応じて、横転の危険性を報知する横転危険警告装置が記載されている。

【0005】

特許文献２には、機体速度等の機体状態量とグリップの回転位置とに応じて、追加の反力をグリップに加える操舵補助装置が記載されている。

【0006】

特許文献１に記載されている横転危険警告装置、および特許文献２に記載されている操舵補助装置は、車両に加わる外力の大きさや機体の速度等を計測し、計測の結果に基づいて不測の事態に繋がる指示の入力がなされたか否かを判定する。そして、不測の事態に繋がる指示の入力がなされたと判定した場合には、その旨を報知したり追加の反力をグリップに加えたりして不測の事態の発生防止を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】国際公開第２０１５／１３３３３９号

【特許文献2】特開２０１１−２３５７１１号公報

【特許文献3】特開２０１４−４６８０１号公報

【特許文献4】特開２００９−２３３０８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、特許文献１に記載されている横転危険警告装置、および特許文献２に記載されている操舵補助装置では、不測の事態に繋がる指示の入力がなされたか否かの判定に、車両や機体の周囲の状況や環境等が考慮されていない。よって、精度高く不測の事態に繋がる指示の入力がなされたか否かを判定することができないので、不測の事態に繋がる指示の入力がなされた旨の報知や、グリップにおける反力の加増を適切に行えない場合がある。したがって、不測の事態が発生する可能性が高まる。

【0009】

そこで、本発明は、操縦者により安全な操縦を促すことができる航走体制御装置、航走体制御方法および航走体制御用のプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明の一態様における航走体制御装置は、航走体の航走に関する指示を入力する操縦手段と、入力された前記指示に反する力である反力を前記操縦手段に加える反力印加手段と、前記航走体に接続された計測手段が計測した、前記航走体の周囲の環境を含む結果に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記反力印加手段は、前記指示が不適切であると判定された場合には、前記反力の大きさをより大きくすることを特徴とする。

【0011】

上記目的を達成するために、本発明の一態様における航走体制御方法は、航走体の航走に関する指示を入力し、入力された前記指示に反する力である反力を加え、前記航走体に接続された計測手段が計測した、前記航走体の周囲の環境を含む結果に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定し、前記指示が不適切であると判定された場合には、前記反力の大きさをより大きくすることを特徴とする。

【0012】

上記目的を達成するために、本発明の一態様における航走体制御用のプログラムは、航走体制御装置のコンピュータに、航走体の航走に関する指示を入力する処理と入力された前記指示に反する力である反力を加える処理と、前記航走体に接続された計測手段が計測した、前記航走体の周囲の環境を含む結果に基づき、前記指示が不適切であるか否かを判定する処理と、前記指示が不適切であると判定された場合には、前記反力の大きさをより大きくする処理とを実行させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、操縦者により安全な操縦を促すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態における航走体制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態における操縦部に掛かる反力の大きさを調整する処理の例を示すフローチャートである。

【図3】第１の実施形態における操縦部に設定され得る反力の大きさの例を示す説明図である。

【図4】第１の実施形態における操縦部に設定され得る反力の大きさの例を示す説明図である。

【図5】第２の実施形態における航走体制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図6】第２の実施形態における航走体制御装置の動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図面を参照して説明する。

【0016】

図１は、本実施形態における航走体制御装置１００の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、航走体制御装置１００は、操縦部１１０と、変換制御部１４０と、変換部１５０とを備える。そして、変換制御部１４０には、センサ部１２０と、記憶部１３０とが接続される。ここで、記憶部１３０は、航走体制御装置１００の内部に設置されてもよいし、外部に設置されてもよい。なお、航走体制御装置１００は、例えば、水上や水中を航走する船舶等の航走体に搭載される。そして、センサ部１２０は、航走体に設置される。

【0017】

操縦部１１０は、航走体の速力や針路（進行方向）等の変更が指示された場合に、当該指示に基づき航走体のスクリュ（図示せず）や舵（図示せず）等を制御して、航走体の速力や針路を変更する。操縦部１１０は、例えば、ハンドル（ステアリングホイール）等の操縦輪やジョイスティック等の操縦桿である。操縦部１１０がハンドルやジョイスティックである場合には、例えば、操縦者によってハンドルが回転されたりジョイスティックが傾倒されたりすることで、速力や針路の変更が指示される。

【0018】

センサ部１２０は、例えば、航走体の速力や、航走体の針路、海中における航走体の深度等を計測し、計測した結果（以下、「計測結果」と記載する）を変換制御部１４０に入力する。ここで、センサ部１２０は、例えば、速力センサや、深度センサ、針路センサ、舵角センサ、オイラー角センサ、ポテンショメータ、ロータリーエンコーダ等の複数のセンサ等を組み合わせて構成されている。また、センサ部１２０にはソナーが含まれていてもよい。この場合には、センサ部１２０は、航走体の針路前方ξ［ｍ］以内に、他の船舶や、水中生物、地形に起因する障害物等があることを検知することができる。なお、計測結果には、少なくとも、航走体の速力を示す情報（以下、「速力情報」と記載する）と、航走体の針路前方における他の船舶や障害物等の有無を示す情報（以下、「周囲環境情報」）とが含まれる。なお、計測手段による計測には、例えば、センサ部１２０による障害物等の検知も含まれる。また、針路は、航走体の中心から、航走体の先頭を指向する方向であってもよい。具体的には、例えば、航走体が船舶である場合に、航走体の中心から船首を指向する方向であってもよい。

【0019】

そして、変換制御部１４０は、センサ部１２０から入力された計測結果に基づき、例えば、航走体が速力α［ｋｔ］以上の速力で航走しているか否かや、操縦部１１０に指示された角度（以下、「操作角」と記載する）がδ［ｄｅｇ］以上であるか否か、水中における航走体の深度がη［ｍ］以上であるか否か、航走体の針路を下方に向ける操作角がε［ｄｅｇ］以上であるか否か等を判断する。

【0020】

記憶部１３０には、航海情報が記憶されている。ここで、航海情報とは、慣性航法装置から入力された航走体の現在位置を海図において示す情報である。なお、航海情報は、航走体が水上を航走している場合や航走体に含まれるアンテナが水上に出ている場合に、衛星測位システムを用いて測位された航走体の現在位置を海図において示す情報であってもよい。

【0021】

変換制御部１４０は、操縦部１１０が操作されたことに応じて、センサ部１２０から入力された計測結果と、記憶部１３０から読み出した航海情報とに基づき、操縦者によって操縦部１１０に入力された指示が不適切な指示であるか否かを判定する。変換制御部１４０は、操縦者によって不適切な指示が入力されたと判定した場合には、その旨を示す異常情報を変換部１５０に入力する。また、変換制御部１４０は、操縦者によって不適切な指示が入力されていないと判定した場合には、その旨を示す通常情報と、計測結果とを変換部１５０に入力する。

【0022】

変換部１５０は、変換制御部１４０からの入力に基づき、操縦部１１０に加える反力の大きさを調整したり、操縦部１１０を振動させたりする。ここで、反力とは、操縦者による指示を示す操縦部１１０になされた操作を、妨げようとする力である。例えば、操縦部１１０がハンドルである場合には、反力は、操縦者がハンドルの回転を妨げる力である。また、例えば、操縦部１１０がジョイスティックである場合には、反力は、操縦者がジョイスティックを倒すことを妨げる力である。変換部１５０は、例えば、空気ばねのように空気圧を利用したり、電磁石において電流の向きや大きさを変更したりして、操縦部１１０に加える反力の大きさや方向を調整したり、操縦部１１０を振動させたりする。

【0023】

ここで、不適切な指示が入力された旨を示す異常情報が変換制御部１４０から入力された場合には、変換部１５０は、操縦部１１０を振動させる。そして、変換部１５０は、操縦部１１０に加える反力の大きさを、後述する危険回避用の反力の大きさに設定する。

【0024】

それに対して、不適切な指示が入力されていない旨を示す通常情報と計測結果とが変換制御部１４０から入力された場合には、変換部１５０は、操縦部１１０に加える反力の大きさを、入力された計測結果に含まれる速力情報が示す航走体の速力に応じた後述の大きさに設定する。

【0025】

次に、航走体制御装置１００の動作について、図面を参照して説明する。

【0026】

ここで、図２は、航走体が水上航走を行う場合に、操縦部１１０に掛かる反力の大きさを調整する処理の例を示すフローチャートである。また、図３および図４は、図２に示す操縦部１１０に掛かる反力の大きさを調整する処理において、操縦部１１０に加え得る反力の大きさの例を示す説明図である。

【0027】

なお、図３および図４に示す例における変数等は、次のように定義される。（１）：ｘは、航走体の現在の速力を示す。ここで、Ｘを航走体の最大速力とした場合には、ｘとＸとの間には、ｘ≦Ｘという関係が成り立つ。（２）：ｆ（ｘ）＝ｐは本動作例開始時点で操縦部１１０に加えられている反力の大きさであり、図３および図４において点線で示されている。なお、当該反力の大きさｐは定数である。（３）：ｆ（ｘ）＝ｃは、不適切な指示が入力されたと判定された場合に操縦部１１０に加える反力の大きさであり、図３において一点鎖線で示されている。ここで、ｆ（ｘ）＝ｃは、危険回避用の反力の大きさを表す。なお、当該反力の大きさｃは、ｐ＜ｃが成り立つ定数である。（４）：ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂは、不適切な指示が入力されていないと判定された場合に、航走体の速力ｘがα［ｋｔ］以上のときに操縦部１１０に加える反力の大きさであり、図３においてｘ≧αの範囲の実線で示されている。ここで、当該反力の大きさａｘ＋ｂと、前述の反力の大きさｐとの間には、ｐ≦ａｘ＋ｂが成り立つ。また、ａα＋ｂ＝ｐが成り立つ。なお、ａおよびｂは、任意の値である。（５）：ｆ（ｘ）＝ｄは、不適切な指示が入力されていないと判定された場合に、航走体の速力ｘがα［ｋｔ］未満のときに操縦部１１０に掛かる反力の大きさであり、図３においてｘ＜αの範囲の実線で示されている。なお、当該反力の大きさｄは、ｄ≦ｐが成り立つ定数である。（６）ｆ（ｘ）＝ｃとｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂとの間には、ｍａｘ（ａｘ＋ｂ）≦ｃという関係が成り立つ。なお、ｍａｘ（ａｘ＋ｂ）は、α≦ｘ≦Ｘの範囲において、ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂの最大値をいう。（７）：ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂとｆ（ｘ）＝ｄの間には、ｄ≦ｍｉｎ（ａｘ＋ｂ）という関係が成立つ。なお、ｍｉｎ（ａｘ＋ｂ）は、α≦ｘ≦Ｘの範囲において、ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂの最小値をいう。

【0028】

（ステップＳ１０１：センサ部１２０および変換制御部１４０の処理）
変換制御部１４０は、操縦部１１０が操作されたことに応じて、センサ部１２０が、航走体の速力や、航走体の針路、海中における航走体の深度等を計測した計測結果を取り込む。

【0029】

また、変換制御部１４０は、記憶部１３０に記憶されている航海情報を読み出す。

【0030】

（ステップＳ１０２：変換制御部１４０の処理）
変換制御部１４０は、センサ部１２０から入力された計測結果と、記憶部１３０から読み出した航海情報とに基づき、操縦部１１０に入力された指示が不適切な指示であるか否かを判定する。そして、変換制御部１４０が不適切な指示が入力されたと判定した場合には（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、ステップＳ１０３の処理に移行する。それに対して、変換制御部１４０が不適切な指示が入力されていないと判定した場合には（ステップＳ１０２のＮｏ）、ステップＳ１０５の処理に移行する。

【0031】

ここで、例えば、変換制御部１４０は、計測結果に基づき、航走体が速力α［ｋｔ］以上の速力ｘで航走中に、操縦部１１０においての操作角がδ［ｄｅｇ］以上の操作がなされたと判断した場合に、不適切な指示が入力されたと判定する。また、例えば、変換制御部１４０は、計測結果に基づき、海中における航走体の深度がη［ｍ］以上であるときに、航走体の針路を下方に向かせる操縦部１１０においての操作角がε［ｄｅｇ］以上の操作がなされたと判断した場合に、不適切な指示が入力されたと判定する。また、例えば、変換制御部１４０は、航走体の針路が、前方ξ［ｍ］以内に、他の船舶や、水中生物、地形に基づく障害物等がある方向になったと判断した場合に、不適切な指示が入力されたと判定する。また、例えば、変換制御部１４０は、計測結果および航海情報に基づき、航走体の針路が離岸流が発生する危険海域に向けられたと判断した場合に、不適切な指示が入力されたと判定する。なお、例えば、そのような針路等の変更が行われなかった場合には、変換制御部１４０は、不適切な指示が入力されたと判定しない。

【0032】

（ステップＳ１０３：変換制御部１４０および変換部１５０の処理）
変換制御部１４０は、不適切な指示が入力されたと判定した場合には（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、異常情報を変換部１５０に入力する。そして、変換部１５０は、当該入力に応じて、空気圧を利用したり電磁石における電流の向きや大きさを変更したりして、操縦部１１０を振動させる。これによって、操縦者に不適切な指示が入力された旨を報知することができる。

【0033】

（ステップＳ１０４：変換部１５０の処理）
さらに、変換部１５０は、ステップＳ１０３の処理で異常情報が入力されたことに応じて、図３に示すように、操縦部１１０に掛ける反力の大きさをｐからｃに変更する。すなわち、操縦部１１０に加えられる反力の大きさは、不適切な指示が入力されたと変換制御部１４０によって判定される以前の大きさｐよりも大きいｃに変更される。そのような構成により、不適切な指示が継続的に入力されること抑制することができるので、操縦者による安全な操縦を促すことができる。

【0034】

なお、操縦部１１０に加えられる反力の大きさを調整する処理は、例えば、所定の時間間隔で行われる。

【0035】

（ステップＳ１０５：変換制御部１４０および変換部１５０の処理）
変換制御部１４０は、不適切な指示が入力されていないと判定した場合には（ステップＳ１０２のＮｏ）、通常情報と計測結果とを変換部１５０に入力する。変換部１５０は、入力された計測結果に含まれている速力情報に基づき、航走体の速力ｘがα［ｋｔ］以上であるか否かを判断する。そして、変換部１５０が航走体の速力ｘがα［ｋｔ］以上であると判断した場合には（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、ステップＳ１０６の処理に移行する。それに対して、変換部１５０が航走体の速力ｘがα［ｋｔ］未満であると判断した場合には（ステップＳ１０５のＮｏ）、ステップＳ１０７の処理に移行する。なお、αは、任意の値である。

【0036】

（ステップＳ１０６：変換部１５０の処理）
変換部１５０は、航走体の速力ｘがα［ｋｔ］以上であると判断した場合に（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、操縦部１１０に加える反力の大きさをｐからｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂに変更する。よって、航走体の速力ｘがα［ｋｔ］以上である場合には、操縦部１１０に加える反力は、航走体の速力ｘが速くなればなるほど、大きくなる。

【0037】

（ステップＳ１０７：変換部１５０の処理）
変換部１５０は、航走体の速力ｘがα［ｋｔ］未満であると判断した場合には（ステップＳ１０５のＮｏ）、操縦部１１０に掛かる反力の大きさをｐからｄに変更する。よって、航走体の速力ｘがα［ｋｔ］未満である場合には、操縦部１１０に加えられる反力は、より小さな反力ｄになる。

【0038】

そして、ステップＳ１０６の処理およびステップＳ１０７の処理の後、操縦部１１０における反力の大きさを調整する処理が終了する。なお、操縦部１１０における反力の大きさを調整する処理は、例えば、所定の時間間隔で行われる。

【0039】

ここで、前述のステップＳ１０６の処理およびステップＳ１０７の処理では、航走体の速力ｘに応じて、操縦部１１０に加える反力の大きさが調整される。そのような構成により、航走体の速力ｘに応じた適切な反力が操縦部１１０に加えられるので、操縦者の過重な負担を回避することができる。

【0040】

なお、ｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂに用いられるａおよびｂと、ｆ（ｘ）＝ｃに用いられるｃと、ｆ（ｘ）＝ｄに用いられるｄと、判断に用いられる速力α［ｋｔ］とを調整することで、図２に示す航走体が水上航走を行う場合に操縦部１１０に加える反力の大きさを調整する処理を、航走体が水中を航走する場合にも適用することができる。

【0041】

以上のように、本実施形態における変換制御部１４０は、周囲環境情報や航海情報等の航走体の周囲の状況や環境を示す情報等に基づき、不適切な指示が入力されたか否かを判定する。そして、不適切な指示が入力されたと変換制御部１４０が判定した場合には、変換部１５０は、操縦部１１０を振動させる。さらに、変換部１５０は、操縦部１１０に加える反力を、不適切な指示が入力されたと変換制御部１４０が判定する以前の大きさよりも大きくする。よって、不適切な指示が入力された旨の報知と、不適切な指示が継続して入力されることの防止をより高精度に行うことができるので、操縦者に、より安全な操縦を促すことができる。

【0042】

さらに、本実施形態によれば、変換部１５０は、不適切な指示が入力されていないと変換制御部１４０が判定した場合には、航走体の速力に応じた適切な大きさの反力を操縦部１１０に加える。そのような構成によって、操縦者の負担を軽減することができ、誤った操縦が行われる可能性を低減することができるので、操縦者に、より安全な操縦を促すことができる。

【0043】

なお、本実施形態においては、操縦部１１０の操作角に閾値が設けられていてもよい。その理由について説明する。本実施形態によれば、操縦部１１０に加えられた力が微小であっても、当該力に基づき操縦部１１０に操作がなされて、航走体の針路が変更されてしまう虞がある。すなわち、操縦者の意図しない指示が入力されてしまう虞がある。そこで、操縦部１１０の操作角に閾値を設け、操縦部１１０における操作角が設定された閾値を超えた場合に、航走体のスクリュや舵等が操作角に応じて制御されるように構成されていてもよい。そのような構成によれば、所定の大きさの以上の力に応じた操作角の操作が行われない限り、航走体制御装置１００には指示が入力されない。よって、操縦者の意図しない指示が入力されることを防止することができるので、より安全な操縦を実現することができる。なお、閾値の設定を解除したり、変更したりするためのボタン等が操縦部１１０等に設けられていてもよい。そのような構成によれば、状況に応じて航走体の移動を高い精度で制御することができる。

【0044】

また、不適切な指示が入力されたと変換制御部１４０が判定した場合に、変換部１５０が、操縦部１１０を振動させたがこれに限定されない。例えば、変換部１５０は、音声を発するようにスピーカ（図示せず）を制御したり、発光するように発光体（図示せず）を制御したりすることで、操縦者に不適切な指示が入力された旨を報知してもよい。

【0045】

また、本実施形態においては、不適切な指示が入力されたと判定された場合に操縦部１１０に加えられる反力を、航走体の速力ｘを変数とする１次関数や２次関数に基づいて決定するように構成されていてもよい。同様に、不適切な指示が入力されたと変換制御部１４０が判定した場合に、航走体の速力ｘがα［ｋｔ］未満のときに操縦部１１０に加えられる反力も、航走体の速力ｘを変数とする１次関数や２次関数に基づいて決定するように構成されていてもよい。そのような構成により、航走体の速力に応じた航走体の運動特性の変化に応じて、操縦部１１０に加える反力の大きさが適宜変更されるので、より安全な操縦を実現することができる。

【0046】

また、本実施形態において、変換部１５０は、操縦部１１０の操作角が大きくなればなるほど、操縦部１１０に加える反力の大きさが大きくなるように構成されてもよい。ここで、操縦部１１０が縦横の２方向に傾倒可能なジョイスティックである場合には、変換部１５０は、操縦部１１０が倒された方向に応じて、操縦部１１０に掛かる反力の大きさを調整してもよい。なお、この場合、変換部１５０は、センサ部１２０から変換制御部１４０に入力された計測結果に基づき、操縦部１１０の操作角や、操縦部１１０が倒された方向等を判断する。

【0047】

また、本実施形態において、変換制御部１４０は、操縦部１１０に加える反力の大きさをｆ（ｘ）＝ａｘ＋ｂまたはｄとする基準（航走体の速力α［ｋｔ］）を、センサ部１２０から入力された計測結果に基づく水中における航走体の深度に応じて、適宜変更するように構成されていてもよい。

【0048】

ここで、本実施形態においては、危険回避用の反力の大きさや、航走体の速力に応じた反力の大きさを、例えば、ｆ（ｘ，ｙ）＝ｅｘ＋ｆｙ＋ｇのような２変数関数に基づいて決定するように構成されていてもよい。また、ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ｅｘ＋ｆｙ＋ｈｚ＋ｇのような３変数関数に基づいて決定するように構成されていてもよい。なお、ｘは、例えば、航走体の速力である。また、ｙは、例えば、操縦部１１０の操作角である。ｚは、例えば、航走体の姿勢を表すオイラー角（姿勢角ともいう）である。また、反力の大きさが２変数関数に基づいて決定するように構成されている場合には、ｇは、ｘ＝０かつｙ＝０の場合に操縦部１１０に加えられる反力の大きさである。また、反力の大きさが３変数関数に基づいて決定するように構成されている場合には、ｇは、ｘ＝０、ｙ＝０かつｚ＝０の場合に操縦部１１０に加えられる反力の大きさである。また、ｅ、ｆ、ｈは、任意の値である。この場合、変換部１５０は、センサ部１２０から変換制御部１４０に入力された計測結果に基づき、ｘ、ｙ、ｚの値を決定する。そのような構成により、例えば、航走体の姿勢角が大きくなればなるほど、操縦部１１０に加える反力の大きさが大きくなるので、より安全な操縦を促すことができる。また、センサ部１２０が計測した複数の結果に基づく、より適切な大きさの反力が操縦部１１０に加えられるので、より安全な操縦を実現することができる。

【0049】

なお、本実施形態において、変換制御部１４０は、センサ部１２０から入力された計測結果と、記憶部１３０から読み出した航海情報とに基づき、操縦部１１０に不適切な指示が入力されたか否かを判定したが、これに限定されない。例えば、変換制御部１４０は、センサ部１２０から入力された計測結果のみに基づき、操縦部１１０に不適切な指示が入力されたか否かを判定してもよい。そのような構成によれば、記憶部１３０を変換制御部１４０に接続させなくてよいので、航走体の構成の簡素化を実現することができる。

【0050】

なお、本実施形態において、変換制御部１４０は、記憶部１３０から航海情報を読み出したが、これに限定されない。例えば、変換制御部１４０は、備えているキャッシュメモリ（図示せず）に適宜航海情報が記憶されるように構成されていてもよい。そのような構成の場合には、例えば、変換制御部１４０は、キャッシュメモリに記憶されている航海情報によって示される範囲外に航走体が移動したり、記憶部１３０に記憶されている航海情報が更新されたりしたときに、記憶部１３０から航海情報を読み出す。

【0051】

なお、本願発明は、船舶等の航走体だけでなく、ＲＯＶ（Ｒｅｍｏｔｅｌｙ Ｏｐｅｒａｔｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や、無線操作によって操縦される飛行体、船舶シミュレータ、自動車等に適用することもできる。

【0052】

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。

【0053】

図５は、本実施形態における航走体制御装置２００の構成例を示すブロック図である。図５に示す例では、航走体制御装置２００は、操縦部２１０と、判定部２２０と、反力印加部２３０とを備える。

【0054】

ここで、航走体制御装置２００は、例えば、水上や水中を航走する船舶等の航走体に搭載される。操縦部２１０は、例えば、図１に示す本発明の第１の実施形態における操縦部１１０に相当する。また、判定に２２０は、例えば、図１に示す本発明の第１の実施形態における変換制御部１４０に相当する。また、反力印加部２３０は、例えば、図１に示す本発明の第１の実施形態における変換部１５０に相当する。

【0055】

操縦部２１０は、航走体の航走に関する指示を入力する。なお、操縦部２１０には、当該指示に反する力である反力が反力印加部２３０によって加えられている。

【0056】

判定部２２０は、航走体に接続された計測部（図示せず）が計測した、航走体の周囲の環境を含む結果に基づき、航走体の航走に関する指示が不適切であるか否かを判定する
反力印加部２３０は、航走体の航走に関する指示が不適切であると判定された場合には、操縦部２１０に加えられている反力の大きさをより大きくする。

【0057】

次に、航走体制御装置２００の動作例を図６を参照して説明する。図６は、航走体制御装置２００の動作例を示すフローチャートである。

【0058】

（Ｓ２０１：操縦部２１０における処理）
操縦部２１０は、航走体の航走に関する指示を入力する。

【0059】

（Ｓ２０２：判定部２２０における処理）
判定部２２０は、航走体に接続された計測部が計測した、航走体の周囲の環境を含む結果に基づき、航走体への指示が不適切であるか否かを判定する。

【0060】

（Ｓ２０３：反力印加部２３０における処理）
反力印加部２３０は、航走体の航走に関する指示が不適切であると判定された場合には、操縦部２１０に加えられている反力の大きさをより大きくする。

【0061】

本実施形態によれば、判定部２２０は、計測部が計測した、航走体の周囲の環境を含む結果に基づき、航走体の航走に関する指示が不適切であるか否かを判定する。そのような構成により、判定部２２０は、航走体の航走に関する指示が不適切であるか否かをより精度高く判定することができる。そして、反力印加部２３０は、航走体の航走に関する指示が不適切であると判定された場合には、操縦部２１０に加えられている反力の大きさをより大きくする。

【0062】

したがって、本実施形態においても、本発明の第１の実施形態と同様な効果も奏することができる。

【0063】

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形や、置換、調整を加えることができる。また、各実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。

【0064】

なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得る各種変形、修正を含むことは勿論である。

【符号の説明】

【0065】

１００ 航走体制御装置
１１０ 操縦部
１２０ センサ部
１３０ 記憶部
１４０ 変換制御部
１５０ 変換部
２００ 航走体制御装置
２１０ 操縦部
２２０ 判定部
２３０ 反力印加部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】